FOR 981:  Hybride intelligente Konstruktionselemente (HIKE)

• Fachliche Zuordnung: Maschinenbau und Produktionstechnik
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 52793350

Konstruktionselemente werden in unterschiedlichen technischen Disziplinen eingesetzt, um spezifische und vielfältige funktionale Aufgaben zu erfüllen. Die bisherige Weiterentwicklung dieser Elemente konzentriert sich im Wesentlichen auf die Verbesserung ihrer Leistungsfähigkeit und ihrer spezifischen, technologischen Eigenschaften, wie die Verbesserung der Werkstoffe, Erweiterung des Einsatzbereiches und/oder Leichtbaueigenschaften.
Die besondere Forschungsaufgabe der Forschergruppe bezieht sich auf hybride intelligente Konstruktionselemente ("HIKE"). Durch den Verbund von sieben Hochschulinstituten aus den Fachbereichen Bauingenieurwesen, Luft- und Raumfahrttechnik, Konstruktions-, Produktions-, Fahrzeug- bzw. Verfahrenstechnik wird der wissenschaftliche Ansatz verfolgt, systematisch neuartige Konstruktionselemente zu entwickeln, die funktionale, wirtschaftliche und innovative Anforderungen erfüllen und sich deutlich von den klassischen Konstruktionselementen abheben.
Solche im Vergleich zu heute deutlich erhöhte Funktionalitäten einzelner, für ihren Einsatzbereich konzipierter Konstruktionselemente können nur durch neuartige Konstruktions- und Dimensionierungssystematiken erzielt werden, die die Systembestandteile Werkstoff, Mess- und Informationstechnik zu einem sehr frühen Entwurfszeitpunkt miteinander verbinden.
Der Aufbau der Forschergruppe ist in die Bereiche Grundlagen- und Anwendungsforschung (Teilgruppe A und B) gegliedert mit einer engen Verzahnung und Abstimmung der Einzelprojekte.
Die Zusammenführung der beiden Module und die Evaluierung der in den Teilprojekten gewonnenen Grundlagen erfolgt am Beispiel einer adaptiven Schalenkonstruktion als Demonstrator.
Die intelligenten hybriden Konstruktionselemente werden gegenüber klassischen Konstruktionen eine wesentlich höhere Dichte an Sensorinformationen und aktorischen Elementen zur Verfügung stellen. Daher ergeben sich ganz neuartige Ansatzpunkte, um aktive Steuerungen und Regelungen für das Gesamtsystem zu realisieren. Die stoffliche, informations- und fertigungstechnische Evaluierung von Potenzialen solcher Kombinationen für hybride intelligente Konstruktionselemente bzw. daraus entwickelte Systeme werden mit einer zweistufigen Durchführung des Forschungsvorhabens erarbeitet. Diese Forschergruppe vernetzt somit die bisher entwickelte Kompetenz der Konstruktions- und Fertigungstechnik der Luft- und Raumfahrttechnik mit dem Bauwesen und dem Maschinenbau an der Universität Stuttgart und führt zu einer strukturellen Vernetzung und Stärkung dieser Disziplinen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Entwicklung erweiterter sensorischer, anzeigender und aktorischer Funktionalitäten für textile hybride intelligente Konstruktionselemente (Antragsteller Planck, Heinrich )
• Entwicklung von steifen und biegeschlaffen Zugelementen und Krafteinleitungselementen für Flächenelemente (Antragsteller Wehking, Karl-Heinz )
• Fakultätsübergreifende interdisziplinäre Projektbetreuung und -präsentation, Projektmanagement (Antragsteller Binz, Hansgeorg )
• Finanzierungs- und Chancengleichheitsmaßnahmen der FOR 981 (Antragsteller Binz, Hansgeorg )
• Formalisierte Wissensrepräsentation zur Unterstützung des methodischen Konstruierens von und mit hybriden intelligenten Konstruktionselementen und Systemen (Antragsteller Binz, Hansgeorg )
• Herstellung hybrider intelligenter Konstruktionselemente durch teilflüssige Formgebung (Antragsteller Liewald, Mathias )
• Manipulation von Spannungs- und Verformungsfeldern für statische und dynamische Beanspruchungen von Tragstrukturen (Antragsteller Sobek, Werner )
• Multifunktionale, hybride Sandwichstrukturen für flächige und rohrförmige Konstruktionselemente (Antragsteller Middendorf, Peter )
• Regelungs- und Steuerungsmethodik für Systeme mit hybriden intelligenten Konstruktionselementen (Antragsteller Sawodny, Oliver )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Hansgeorg Binz